地方医学院校药学专业分子生物学实验课程改革与探索

洪伟　张婷　谢渊　沈祥春　康惠

[摘要]分子生物学是药学专业的一门基础课程，具有知识体系庞杂，实验性极强的特点。作为地方医学院校，立足地方，药学专业主要培养服务于地方的高素质药学人才，分子生物学教学如何与药学专业的人才培养目标相统一是教学改革面临的关键问题。本文通过分析药学专业的人才培养目标及专业特点，提出创新分子生物学实验课程内容、借助多媒体教学手段、加强科研反哺教学等方法，提升实验课程的教学效果，为培养高素质的药学专业人才提供参考。

[关键词]药学专业;培养目标;分子生物学;实验课程;教学改革

[中图分类号] R642.423          [文献标识码] A          [文章编号] 1674-4721（2019）10（c）-0164-04

[Abstract] Molecular biology is a basic course of pharmacy specialty. It has the characteristics of complex knowledge system and strong experimentation. As a local medical college， pharmacy specialty mainly trains high-quality pharmacy talents serving local areas. How to integrate molecular biology teaching with the training objectives of pharmacy specialty is the key issue facing the teaching reform. Based on the analysis of the training objectives and specialty characteristics of pharmacy specialty， this paper puts forward some methods such as innovating the content of molecular biology experiment course， using multimedia teaching means and strengthening the teaching of scientific research back-feeding， so as to improve the teaching effect of experiment course and provide reference for training high-quality pharmacy professionals.

[Key words] Pharmaceutical specialty; Training objectives; Molecular biology; Experimental course; Teaching reform

分子生物学是在生命科学发展过程当中诞生的一门知识面广，实验性极强的新兴学科，分子生物学实验技术已成为生物、医药、农业等学科共同的重要实验技术[1]。分子生物学的新成果、新技术促进了药物研究的发展，在疾病基因诊断、靶向药物、重组基因疫苗、基因靶向治疗等方面取得重大进展。随着分子生物学知识和技术在药学领域的应用与发展，分子生物学已经成为药学专业学生的一门必修课程。2018年1月，教育部发布《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》[2]，其中“药学类专业教学质量国家标准”[2]明确指出药学是一门以化学、生物学和医学为主要理论指导，研发、生产、使用和管理药物的一门学科，药学专业培养与药物研发、生产流通、管理、质量控制和药学服务等相关的高素质专业人才。同时《药学类专业课程体系建议》[2]也明确规定分子生物学为药学专业的基础课程，其理论和技术涉及生理学、生物化学、药理学、免疫学等课程，对药学专业人才的培养显得越来越重要。然而，分子生物学知识体系庞杂，内容抽象，实验性极强，教与学都存在很大的困难。实验教学作为分子生物学教学的组成部分，不仅是学生理解和掌握理论知识的重要方式，也是培养学生实验技能、科研素养和创新精神的有效途径。因此，本文结合药学专业培养目标及专业特色，分析实验教学中存在的问题，通过优化实验内容、开展多媒体教学、加强科教结合等方法对实验课程进行了初步改革与探索，实现了药学与分子生物学的有机结合，为培养符合社会经济需求的高素质药学人才提供参考和借鉴。

1分子生物学实验课程的现状与存在问题

1.1课程学时少，教学质量不佳

分子生物学作为一门基础课程，实验教学内容有一个基本的要求，虽然不同学科专业所侧重的实验内容不同，但针对药学专业学生开设的实验课时只有生物类专业课时的一半。分子生物学实验课程仅开设了一些基础性实验内容，与分子生物学研究技术的快速发展现状不符。有的实验还采用比较费时费力的传统技术，近年新的研究技术也没有补充进课堂，且每个实验之间相对独立，缺少系统性，严重影响了教学效果和教学质量。在学时少、内容多、学生也多的情况下，如何保证药学专业的学生在规定时间内掌握少而精的知识，又能为将来从事药学方向的工作打下良好基础[3]。如何培养学生用分子生物学思维思考问题，能将所学的分子生物学理论知识与药学有关学科相结合，从作用机理角度更深入地思考相关问题[4]。以上是教学改革中必然会遇到的问题，也是实验教学改革的出发点与难点。

1.2教学模式单一，教学内容不够深入，实验教学亟待改革

传统的分子生物学实验教学以教师为主体，侧重于理论知识的验证，一直以来都采用“课前预习-实验讲解-实验操作-实验报告”灌输式的教学方法。在整个教学过程中，学生被动地按照老师的演示方法进行实验结果验证，至于如何设计实验、如何運用实验技能处理生活和工作中的问题[5]，学生几乎没有思考，缺乏自主学习意识和创新意识。分子生物学理论知识晦涩难懂，实验技术又发展迅速，如何保证基础理论和实验技术的统一性与先进性，实验教学就是关键环节，因为实验教学是理论与实践相结合的纽带，不仅可以帮助学生理解、消化理论知识，还能培养学生实验操作和应用技术的能力，对整个教学质量有着举足轻重的作用。分子生物学必须构建新的课程体系满足药学人才培养的需要，完善的实验教学体系既可以加深对基础知识的掌握，又可以培养学生的动手能力和思考能力[6]，实验教学改革势在必行。

2分子生物学实验课程的改革与探索

2.1结合药学专业人才培养目标，确定教学目标

作为地方性医学院校，学校的办学定位一直是从地方区域经济和社会发展的实际出发，紧密结合社会需求，努力为地方经济、社会发展提供服务[7]。在制定各学科专业人才培养规划时，紧密对接地方产业的实际需求。我校药学专业，立足贵州省制药产业发展需求和区域中药、民族药资源优势，构建了“一个中心、一个特色、两种能力”的育人机制，以药学专业教学质量国家标准为中心，以贵州地方药物资源优势彰显黔药特色，培养具备解决黔药生产实践能力和药学服务能力的药学人才。分子生物学的知识结构和教学目标应与药学专业培养目标保持一致，着力培养以学科专业知识为基础、以专业实践能力为核心，以职业发展能力为依托、以创新创业能力为拓展的适应地方区域经济和社会发展的药学人才。

2.2在教学内容上，兼顾专业特色

分子生物学实验内容以分子生物学基本实验方法与技能为主，且大多为基础的验证性实验[8]，如细胞核糖核酸（DNA）的提取、聚合酶链式反应（PCR）、细胞脱氧核糖核酸（RNA）的提取、β-actin基因的扩增等。学生只要按照老师设计好的实验步骤进行操作即可，缺乏灵活性，导致学生上实验课的积极性不高。因此，要求教师结合学生所学的药学专业特点，将理论和实际结合，激发学生的积极性[9]。依据药学专业特点及贵州丰富的天然药物资源，在分子生物学实验中，教师采用贵州道地药材及黔产药品作为实验原料，抓住药学与分子生物学知识相结合的切入点，使教学内容更具有针对性、实用性及先进性。分子生物学实验的基础内容改革包括重组DNA技术、DNA分子大小及含量的检测、PCR、药用植物总DNA提取、药用植物总RNA提取、RNA逆转录等。实验教学中将分子生物学的实验技术与中药研究结合，选用贵州黔产药材，如贵州三宝“天麻、杜仲、灵芝”等作为实验原料，可激发学生的学习兴趣，充分发挥学生的主观能动性。如贵州天麻具有较高的药用价值，润而不燥，味甘，性平，有平肝息风、祛风止痛、益气提神的功能[10]。贵州著名的“大活络丹”“人参再造丸”等中成药都用天麻作主料。根据天麻的药用价值与临床运用情况，结合分子生物学知识，设计综合性实验，通过6次实验课，一环扣一环，既系统地学习了分子生物学的基本实验技能，了解了药用植物有效成分的合成途径，又掌握了植物基因组的组成、基因扩增及检测的方法，为进一步深入学习分子生物学实验技术并应用于药学研究奠定了基础（图1）。

①植物总DNA提取实验;②植物总RNA提取实验;③mRNA逆转录为cDNA实验;④以不同模板，PCR扩增目的基因实验;⑤扩增产物DNA定量实验;⑥DNA凝胶电泳检测实验

2.3结合科学研究，反哺教学，开展开放性实验

分子生物学既是基础学科，又是前沿学科[11]。其发展和应用正日新月异地促进生物学、遗传学、微生物学、肿瘤学、医学和药学的全面发展，其基本理论已渗透到药学的诸多领域。在进行基础教学的过程中，教师需要补充大量教材以外的知识，才能满足学生知识结构构建的需要。教师广泛地阅读医药相关书籍文献，充分阐述分子生物学知识在药学学科领域的具体应用，调动学生学习的积极性和主动性。教师不仅需要始终关注学科的发展，而且需要深入科研第一线，利用科学研究的实例丰富课堂教学内容。目前分子生物学教研室以地方病与少数民族疾病教育部重點实验室和贵州省医学分子生物学重点实验为平台，每年承担国家自然科学基金、省部级、校级科研课题20多项，教师队伍博硕士研究生学历达100%，均具有丰富的理论教学知识及扎实的科学研究经验。利用师资团队及科研平台的优势，开展开放性实验项目。开放性实验是学生在自主开放的氛围下，查阅大量资料、选择实验课题、制定实验方案，并通过教师的指导，不断地进行探索和实验操作，从中获取基本理论知识和实践技能，培养学生的科研素质和创新精神的一种教学方式[12]。开放性实验一般以大学三、四年级的学生为主，利用周末或晚上的时间开展科学实验研究，一般周期为3～5个月。每组配置一位指导老师，分配8～10个学生。首先布置作业，让学生查阅文献、撰写报告，如建立药用植物的指纹图谱、体外构建生物活性分子合成途径、分子生物学在中药现代化研究中的应用等，培养学生将所学的分子生物学知识与药学有关学科相结合的能力。然后选取优秀的综述报告，以学生为主体，在老师的指导下设计实验，开展科学研究。开放性实验不受实验课时、实验空间的限制，也不受学科、专业、年级的限制，弥补了基础实验和综合性实验的不足，也解决了药学专业实验课时少的问题。在指导老师的带领下，进行课外科研实验，让学生在综合运用理论知识的基础上，训练学生学习的主体意识、团队协作意识和问题意识，培养学生的创新精神和实践能力，帮助学生掌握科研技能，从而形成严谨的科学思维。

2.4采用多样化的教学手段与教学方法，提高教学质量

分子生物学实验原理及内容抽象复杂，实验技术复杂多样，仅采用讲述、示范的方式很难将其讲解透彻。分子生物学实验学时有限，且学生众多，很难在有限的时间里将所有知识点都逐一讲解、每个实验环节逐个检查，但现代信息技术的应用，很大程度改善了这一问题。随着现代科学技术的发展，借助电子技术的现代化教学设备、利用大型仪器、多媒体技术和计算机技术，课堂教学也从单一的课堂讲授模式转变为由声音、图像、视频、文字等多方位组合的复合式教学[13]。分子生物学实验课程中引入现代信息技术，可以将教学内容中的单一知识点、基本理论、基本实验操作录制成网络课、微课，如实验室安全与管理、PCR引物设计、实时荧光定量PCR理论与操作方法等内容。网络课、微课的特点在于短小精悍、主题明确、使用方便、交互性强、便于学习[14]。利用学校的网络教学平台，方便学生提前预习实验、学习实验原理和操作步骤，并可反复播放视频课件，做到“温故而知新”。通过网上答疑、网上测试，有效地提高了学生自主学习的能力，同时加强了师生之间的交流和互动，有效地改善了师生关系。通过以上教学手段既能生动、准确、科学的传达教学内容，提高学生的学习兴趣，还能弥补传统教学的缺陷，让老师在实验室里有更多的时间和精力严格把控关键问题与关键技术，从而提高教学质量。

3小结与展望

分子生物学实验教学改革是一项系统工程，针对药学专业的学生设计的教学计划与教学方法，目前还处于前期摸索和实践阶段。通过药学专业分子生物学实验教学改革，不仅加深了学生对理论知识的理解，锻炼了学生的动手能力，更重要的是在教师的引导下，能在实验教学各环节中激发学生的学习积极性，在真正意义上增强学生分析问题和解决问题的能力[15]，初步培养学生的科学思维和科学素养。教师的责任任重而道远，不断探索、不断实践、不断总结、不断创新，以提高学生的综合知识水平、突出药学专业的特色，在人才培养过程中更好地发挥分子生物学实验教学的作用。

[参考文献]

[1]周倜，袁洁，王海河，等.基础医学专业分子生物学实验课教学改革实践与思考[J].高校医学教学研究（电子版），2019，9（1）：44-50.

[2]教育部高等学校教学指导委员会.普通高等学校本科专业类教学质量国家标准[M].北京：高等教育出版社，2018： 701.

[3]马莉，陈寅生.药学专业课程改革中天然药物化学教学内容探讨[J].河南职工医学院学报，2011，23（3）：347-350.

[4]康宁，张嵘，陈艺红，等.基础药学理科基地专业分子生物学教学方法的探索[J].药学教育，2007，23（3）：40-41，54.

[5]史晋绒，徐丹丹，袁登越，等.基于应用型人才培养的地方高校分子生物学实验教学改革与探索[J].教育教学论坛，2019，（4）：273-275.

[6]魏婉华.提高应用型本科教育实验教学效果的策略分析[J].青年时代，2018，（25）：192-193.

[7]杜福磊.对地方性应用型本科高校彰显办学特色與提升办学质量的思考[J].教育与职业，2017，（7）：49-50.

[8]黄国文.分子生物学实验课程教学改革的探索[J].科技创新导报，2018，15（11）：221-222.

[9]刘玉玲.医学分子生物学实验课教学的实践和思考[J].中国当代医药，2018，25（6）：138-140.

[10]艳珺.定风药膳数天麻[J].现代养生，2015，（1）：26-27.

[11]张国华，卢建雄，刘丽霞.民族院校分子生物学课程教学改革研究与实践[J].科教文汇，2018，（29）：53-54.

[12]汪洋，应磊，金可可.综合开放性实验教学在医学本科生教学实践中的应用[J].教育教学论坛，2016，（3）：228-229.

[13]陆艳娟，李晓林，张家颖，等.七年制医学分子生物学实验课改革与实践[J].中国当代医药，2012，19（21）：175.

[14]张欣，尚坤，刘明军，等.基于微课与慕课理念的中医药网络课程平台建设对课堂教学辅助作用的研究[J].中国中医药现代远程教育，2015，13（5）：101-102.

[15]狄建军，佘集凯，黄凤兰.“分子生物学实验”研究型教学模式探索[J].黑龙江教育，2019，（6）：36-37.

（收稿日期：2019-06-11  本文编辑：刘克明）